正文 1.1力學是怎樣的一門學科(1 / 1)

力學是研究力對物體作用的科學。首先,它是所有自然科學的主要部分。近代科學的發展發端於牛頓(Newton)對力學定律的闡明,牛頓在建立經典力學過程中創造的現代自然科學方法論不僅奠定了科學大廈的基礎,而且始終貫穿著整個自然科學的研究,指導著各門自然科學的發展。其次,力學又是眾多應用科學特別是工程科學的基礎,它是人類改造自然的工具。當代許多重要工程技術,如:宇航工程、土木工程、機械工程、海洋工程、材料工程、能源工程等都是以力學為基礎的,在這些工程中遇到的許多重大技術難題都是力學問題。不僅如此,力學的定量建模方法還廣泛應用到經濟、金融和管理等其他領域。因此,力學已從一門基礎學科發展成以工程技術為背景的應用基礎學科,當今幾乎所有的工程技術領域都離不開力學,它已滲透到工程技術的各個領域。

力是力學中的最基本概念之一,它是使物體發生形變或產生加速度的外因。物體受力的作用往往同時產生兩種效應:一種是使物體發生形變,稱為力的內效應;另一種是使物體運動狀態發生改變,稱為力的外效應。當一個物體受到另一個物體的力的作用時,無論受力物體是否運動它都會發生形變,但在研究物體的運動時(如地球受萬有引力作用圍繞太陽運動)其形變通常可以忽略,也就是說不考慮力的內效應,這時受力物體稱為剛體。在我們的日常生活中天天都與力打交道,在漢語辭典中有關“力”的詞條多達700多個,如:“力所能及”、“力透紙背”、“聲嘶力竭”等。但直到1687年牛頓才在他的《自然哲學的數學原理》中給出了力的嚴格科學定義。在牛頓之前的經典力學中力隻是一種方法論性質的工具,但牛頓提出的力是一種定量的概念,它代表剛體質量和加速度的乘積,這個正確概念的引進為物理學乃至整個自然科學奠定了理論基礎。在國際單位製中,力學家用N(牛)作為力的單位符號,以紀念這位偉大的先驅。使質量為1kg(千克)的物體產生加速度所需要的力就為1N。工程上,也常用kgf(千克力)來作為力的單位,它表示1kg物體所受的重力,一千克力約等於9.8N。